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1、托板冲压工艺及模具设计说明书单位：重庆工业职业技术学院部门：机械工程学院设计者：指导老师：日期：2011.11.012012.2.20前言本设计在介绍冲压成型和计算方法的基础上，讲述常用冲压设备的选用、结构、使用、维护等方面的基础知识，客观简单分析的冲压工艺、冲压模具、冲压设备、冲压材料及冲压件质量与经济性的关系。本书作为高职师范学院-模具专业学生及其机械类专业参考使用。本书由重庆工业职业技术学院机械工程学院10模具304班陈波主编，机械工程学院教授xx给予指导，xx、xxx等同学提出宝贵意见，在此表示深切感谢。 由于由于这是我第一次接触冲压模设计，水平有限，书中错误和缺点在所难免，恳请广大读
2、者批评指正。 编者 2012年2月目录前言第一章 托板零件冲压工艺性分析.5第二章 冲压工艺流程设计及优化.9第三章 冲工艺组合方式分析.11第四章 排样设计.12第五章 托板冲压模具参数计算.18第六章 托板冲裁模结构设计.23第七章 托板冲裁模主要零部件设计与选用.24第八章 模具的使用及维护 35结束语36参考文献.37托板零件图：一托板零件冲压工艺性分析1.批量经济分析根据该托板零件图得知，该零件为大批量生产，非常适合于冲压成型。2.材料的适用性由托板零件图可知，该产品的材料为08F，根据冲压模具及设备表2-3（29页）得知，08F适合冲压，并且为常用冲压材料。3.托板的形状与结构3.
3、1 形状与结构由客户提供的托板零件图可知：该托板零件形状简单、规则、对称，且零件较小，非常适合冲压成形。3.2 内外处尖角由客户提供的托板零件图可知，该托板零件共有8处内外处尖角。然而尖角在冲压过程中非常难以加工，并且冲压模具在加工过程中容易崩刃，所以在日常冲压生产中通常将尖角加工为圆角。若客户对尖角部分要求不大，尖角处也没有装配关系，则与客户进行协商，绘制出经过协商后的零件图并重新签约。就该托板零件而言，根据查冲压模具及设备表4-2（88页）可知，08F为软钢，最小圆角半径应取R0.25t，即该托板零件的8处尖角的最小半径应为R=0.25t，t=2mm，所以该托板零件的8处尖角均改为R0.5
4、mm的圆角。3.3 过长的悬臂与凹槽根据客户提供的托板零件图可知，该托板零件没有过长悬臂及凹槽。因此该托板零件在冲压成形中不用考虑过长悬臂及凹槽。3.4 小孔冲压该托板零件只有一个直径为10mm的内孔，10mm1.5t，所以冲裁的尺寸完全符合生产的特性及凸模强度、模具结构。3.5 孔间距与孔边距该冲裁件托板只有一个中心孔，因此不需要考虑孔间距。孔边距则为：30-10/2=10mm，10mm（11.5）t，故符合冲裁件对孔边距的要求。4.工艺性分析（精度及粗糙度）4.1 精度冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料公差等级最好低于IT10级，冲孔件的公差等级最好低于IT9级，该托板零件的公
5、差要求如下： 58mm的上偏差为0，下偏差为-0.74，可知其公差为+0.74，查互换性与技术测量表2.3(19页)得，该值公差等级为IT14级。 38mm的下偏差、上偏差均要求，因此冲裁时不需要考虑。 30mm的上偏差为0，下偏差为-0.52，其公差为+0.52，查互换性与技术测量表2.3知，该值公差等级为IT14级， R8mm的上偏差为0，下偏差为-0.22，其公差为+0.22，查互换性与技术测量表2.3知，该值公差等级为IT13级。 10mm的上偏差为+0.03，下偏差为0，其公差为+0.03，查互换性与技术测量表2.3知，其公差等级在IT7IT8级之间。因一般精度的冲裁件采用IT7IT
6、8级精度的普通冲裁模，因此以上尺寸均符合冲压要求。4.2 粗糙度有该托板零件图可知，Ra值为6.3um，而用普通冲裁方式冲裁厚度为2mm及以下的金属板料，其断面粗糙度值Ra一般可达到3.212.5um，故该托板零件适合普通冲裁。根据以上所有对托板零件冲压工艺性分析该托板零件适合冲压。故该托板冲压工艺图如下：二.托板冲压工艺流程设计及优化1.冲压工艺类型2.冲压工艺次数3.冲压工艺顺序 4.冲压工艺组合方式5.其它辅助工序2.1冲压工艺类型根据该托板冲压工艺图可以看出，其所需的基本工序为落料，冲孔。2.2冲压工艺次数由托板冲压工艺图可看出，其工艺次数可分为落料，冲孔2个工序组成。2.3冲压工艺顺
7、序当多工序冲压件有冲孔和落料时，一般先落料再冲孔，以减少定位误差和避免尺寸换算。2.4冲压工艺组合方式1）单工序模先落料后冲孔、先冲孔后落料2）复合模冲孔+落料、落料+冲孔3）级进模先冲孔再落料2.5其它辅助工序由于此托板零件结构简单，无其它机加、非机加（如焊接、热处理）等其它辅助工序。三.冲压工艺组合方式分析1）单工序模单工序模制造成本较低，尺寸和冲压件的厚度不受限制，但冲压出来的工件精度低、冲压件平整度差、生产效率低，生产时的安全性低，需要采取安全保护措施，只适合小批量生产。由该托板零件的冲压工艺图可知，该托板零件的生产批量较大，若采用单工序模就加长了生产周期，故不采用单工序模。2）复合模
8、复合模的加工精度可达到IT10IT8级，压料较好，冲压件平整，尺寸在300mm以下，冲压件厚度在0.05mm3mm之间。冲裁复杂零件时它的模具制造成本和工作量低于级进模，操作是出件困难且不太安全，也需要采取安全措施，适合大批量生产。根据该托板工艺图可以看出，该托板零件的加工精度一般，厚度为2mm，且结构简单、生产批量为大批量，若采用复合模，明显优于单工序模。3）级进模级进模的加工精度可以达到IT13IT10级，冲压件尺寸在250mm以下，冲压件厚度在0.1mm6mm之间，工序间可以自动送料，冲件和废料一般从下模漏下，生产效率较高，模具制造的工作量和成本在制造形状简单零件时比复合模低，比较安全，
9、可使用高速压力机，适合大批量生产。若该托板零件采用级进模生产，无论是生产效率、生产批量还是产品尺寸均符合该零件的生产要求，但由于级进模加工精度达不到要求，故不采用。（10内孔精度达不到要求，需要后期加工，延长生产周期）综合分析：单工序模由于生产效率、生产批量、冲件精度均达不到该托板零件的产品要求，故不采用。级进模虽然生产效率、生产批量都能达到产品要求，但由于冲件的内孔精度达不到该托板零件的产品要求，也不能采用。复合模无论是生产效率、生产批量还是产品精度都符合该托板零件的产品要求，故被采用。根据该托板零件的冲压工艺顺序确定复合模：落料+冲孔为最终的冲压工艺方式。四.排样4.1排样排样的是否合理，
10、将直接影响到材料利用率、冲件质量、生产效率、冲模结构与寿命，因此排样在冲压件的前期准备工作中十分重要。排样可分为以下3种： 有废料排样 少废料排样 无废料排样对于3种排样的分析：有废料排样对冲压件的尺寸有保证，冲出的产品质量较好，而且模具寿命较高，但它的材料利用率较低，增高了产品的生产成本，用于形状复杂、尺寸精度要求较高的零件。少废料排样的材料利用率较高，用于形状简单、尺寸精度要求不高的零件。无废料排样用于形状结构简单、尺寸精度要求不高的零件，但不易操作加工。本托板零件的形状结构简单、尺寸精度要求不高，本应选用无废料排样，但由于无废料排样难以保证零件的尺寸精度，而且 无废料排样本身就难以实现，
11、因此本托板的排样方案应选择少废料排样。4.2材料利用率全进距=100% A为单个冲件表面积 n为板料最多冲件个数 B为条料宽度 L为条料长度4.3条料宽度与搭边、料边的计算托板横排：根据冲压模具及设备107页可知，圆形或圆角r2t的工件，a1=1.2 a=1.5托板竖排：根据冲压模具及设备107页可知，圆形或圆角r2t的工件，a1=1.8 a=2.54.条料的宽度B，采用初级定位B1= Dmax+2a=30+1.52=33B2= Dmax+2a=58+2.52=63查冲压模具及设备31页t=2mm时，选用长为2200mm，宽为1000mm的冷轧钢板。查冲压模具及设备表4-19得，条料宽度偏差B
12、1=33B2=63根据材料利用率公式=100%托板横排材料利用率=100%=65.1%托板竖排材料利用率=100%=61.5%横竖，应选托板横排为最终排样方案。托板横排示意图如下导料销与条料之间的最小间隙Zmin，查冲压模具及设备表420，知Z=0.5mm，所以Bo=B+Z=33mm+0.5mm=33.5mm4.5压力计算冲压力P=P冲裁+P卸+P顶（或P推）冲裁力P1=KLtb =1.3（3.1416+382+142+42+3.1410）2250 =125866N卸料力F卸=P1K卸 =1258660.05 =6293.3N顶料力P顶=P1K顶 =1258660.06 =7551.96N推件
13、力P推=P1nK顶 =1258660.0555 =34613.15NP冲=P1+P卸+P推=125866+6293.3+34613.15=166772.28NP冲=( P1+P卸+P推)0.8=208466N查冲压模具及设备表3-4，开式固定台压力机主要参数规格表得此托板需要的冲压力应大于200吨，所以应选JA21-35开式固定台压力机。4.6压力中心的计算由该托板零件图可以看出该托板上下、左右均对称，所以压力中心应在该托板的对称中心（10的圆心）上。五.托板冲压模具参数计算5.1模具凸凹模间的间隙1）间隙对冲压件质量的影响间隙越大，模具的寿命可以延长，但冲件的质量普遍不高，反之，间隙越小，冲件的质量越高，但模具的寿命会进一步缩短。因此，在保证冲压件质量的前提下，应选较大的间隙，若采用较小的间隙就必须提高模具的硬度和精度，从而减小模具的粗糙度，减小模具磨损，得以在保证冲压件质量的前提下，延长模具的使用寿命。2）间隙对冲压工艺的影响试验表明，冲件的单面间隙在材料厚度的5%20%范围内时，冲裁
